本文使用 Zhihu On VSCode 创作并发布

OS version: Ubuntu 18.04
ROS version: melodic

TurtleBot3支持在仿真中使用虚拟机器人进行编程和开发的开发环境，这就对吃土的年轻人们很有好了。为此，有两种开发环境，一种使用fake节点和3D可视化工具RViz，另一种使用3D机器人模拟器Gazebo。fake节点方法适用于使用机器人模型和运动进行测试，但不能使用传感器。如果需要测试SLAM和导航，建议使用Gazebo，它可以在仿真中使用IMU，LDS和摄像机等传感器。

First of all，打开一个终端运行

roscore

再开始下面的故事。

安装 TurtleBot3 Simulation

首先，为TurtleBot3控件安装依赖软件包。

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/hls_lfcd_lds_driver.git
$ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_msgs.git
$ git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3.git
$ sudo apt-get install ros-melodic-rosserial-python ros-melodic-tf

构建软件包(每次安装完新的软件包都要记得要重新catkin_make一下)

$ cd ~/catkin_ws && catkin_make

如果catkin_make命令已完成而没有任何错误，则TurtleBot3的准备工作已经完成。

在工作空间下载turtlebot3_simulation

cd ~/catkin_ws/src/
git clone https://github.com/ROBOTIS-GIT/turtlebot3_simulations.git
cd ~/catkin_ws && catkin_make

要在rviz中启动并键鼠控制虚拟机器人，请在两个不同终端中执行程序包中的turtlebot3_fake.launch文件turtlebot3_fake。

${TB3_MODEL}是你正在使用的模型的名称burger，waffle，waffle_pi。
(可以都试试看，只是机器人的样子不同而已)接下来的例子都以 burger 模型为例，方便大家复制。

$ #export TURTLEBOT3_MODEL=${TB3_MODEL} (可自选)
$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_fake turtlebot3_fake.launch

teleop开头的一般都是键盘控制

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

自己用

Gazebo 模拟环境

空世界

在新终端运行

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_empty_world.launch

TurtleBot3世界

TurtleBot3 world主要用于SLAM和Navigation等测试。

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

Crtl+Shift+鼠标 可控制画面旋转

TurtleBot3之家

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_house.launch

SLAM 仿真

打开 Gazebo

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

开始 SLAM

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch slam_methods:=gmapping

鼠标控制移动，以完成对整个地图的建图

$ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

当看起来扫描地比较完全地时候，将所建地地图保存下来。（左gazebo，右rviz）

$ rosrun map_server map_saver -f ~/map

Navigation 仿真

打开 Gazebo

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

用刚刚保存的地图开始导航

$ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
$ roslaunch turtlebot3_navigation turtlebot3_navigation.launch map_file:=$HOME/map.yaml

估计初始位姿

首先，应该执行机器人的初始姿态估计。在RViz菜单中按2D Pose Estimate，会出现一个非常大的绿色箭头。将其移动到给定地图中实际机器人所在的位姿，并在按住鼠标左键的同时，将绿色箭头拖动到机器人正面朝向的方向：

1. 点击2D Pose Estimate按钮。
2. 单击地图中TurtleBot3所在的近似点，然后拖动光标以指示TurtleBot3正面朝向的方向。
3. 然后使用turtlebot3_teleop_keyboard来回移动机器人（使用后终止掉），以收集周围的环境信息并找出机器人当前在地图上的位置。

   $ export TURTLEBOT3_MODEL=burger
   $ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch
   

4. 完成此过程后，机器人将绿色箭头指定的位置和方向用作初始姿势，以估算其实际位置和方向。如果图形未正确显示图形，请单击2D Pose Estimate按钮重复定位TurtleBot3 。

发送导航目标

如果按RViz菜单中的2D Nav Goal，则会出现一个非常大的绿色箭头。该绿色箭头是可以指定机器人目的地的标记。箭头的根是机器人的x和y位置，箭头所指的theta方向是机器人的方向。在机器人将要移动的位置单击此箭头：

1. 点击2D Nav Goal按钮。
2. 单击地图中的特定点以设置目标位置，然后将光标拖到TurtleBot最终应面向的方向。
3. 机器人将根据地图创建一条路径，以避开障碍物。
4. 然后，机器人会沿着这个路径移动。当突然检测到障碍物，机器人会避开障碍物而移动到目标点。